пятница, 7 ноября 2014 г.

История вентиляции

История вентиляции
Раздел описывает системы естественной вентиляции, использовавшиеся с древнейших времен. Рассказывается о разработке теоретических основ естественной и принудительной вентиляции, об изобретении различных типов вентиляторов и их применении.

 Естественная вентиляция

Свежий воздух в жилище, конечно же, требовался человеку всегда. Самый древний и простой способ вентиляции зданий - естественная вентиляция, когда воздух попадает в помещение через щели в здании, окна, двери или специально оборудованные для этой цели отверстия. Загрязненный воздух удаляется из помещения за счет того, что более теплый воздух легче и поднимается вверх, или просто из-за ветра (сквозняка).
Естественной вентиляции уделяли большое внимание еще в Древнем Мире. В пирамиде Хеопса. древние строители уже 4,5 тысячелетия назад предусмотрели специальные вентиляционные каналы размером 20х20 см и длиной 60 м каждый. Эти каналы использовались для вытяжки воздуха из галерей и из усыпальницы Фараона.
Здание римского храма Пантеона обладает такой хорошей естественной вентиляцией, что в нем не ощущается холодная сырость даже в дождливое зимнее время.
М.В Ломоносов
М.В Ломоносов
А в средние века воздуховоды каминов и очагов достаточно эффективно действовали как вытяжная вентиляция, по воздуховодам камина воздух удалялся из помещения. Ушедший воздух восполнялся за счет поступления воздуха с улицы через щели и неплотности в окнах и дверях.
Однако теоретические основы естественной вентиляции появились только в 18 веке. В 1763 год. М. Ломоносов опубликовал труд «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». Это стало прообразом теории естественной вентиляции.
Первая рассчитанная система естественной вентиляции была установлена в больнице города Дерби (пригород Лондона).

Принудительная вентиляция. Изобретение разных типов вентиляторов

Прототип осевого вентилятора -
Прототип осевого вентилятора - "вертолет" Леонардо да Винчи
Вентиляционные установки - машины для принудительного перемещения воздуха - появились в 18 веке. Во второй половине 18 века в Англии Д. Уатт впервые изготовил воздуходувную машину с паровым приводом.
1754 год. Леонард Эйлер разработал теоретические основы вентилятора. Впоследствии она явилась базой для методик расчета современных систем механической вентиляции. Член Петербургской академии наук Л. Эйлер (1707-1782 гг.) заложил основу теории лопастных машин, которая в настоящее время используется при конструировании и эксплуатации турбомашин.
Прообразом осевых вентиляторов можно в какой-то мере считать вертолет Леонардо да Винчи, летать это техническое средство не могло, но ветер создавало изрядный
Центробежный вентилятор
Центробежный вентилятор
Изобретение центробежного вентилятора принадлежит генерал лейтенанту корпуса горных инженеров А. А. Саблукову (1832 г.). Им же была предложена передовая по тому времени методика расчёта таких вентиляторов. В дальнейшем А. А. Саблуков усовершенствовал свой вентилятор («воздушный насос»), представлявший собой  цилиндрический кожух с двухсторонним всасыванием, внутри которого располагалось колесо с четырьмя прямыми лопатками. Впервые действие вентилятора А. А. Саблукова было испытано на кожевенном и сахарном заводах. При ручном приводе (два человека) подавалось до 2000 м3 воздуха в 1 час. В 1834 году вентиляторы А. А. Саблукова были успешно применены на морских судах, а в 1835 году - для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Вентиляторы системы А. А. Саблукова нашли широкое распространение в России и за границей.
Диаметральный вентилятор
Диаметральный вентилятор
 В 1892 году француз П. Мортье изобрел диаметральный вентилятор. Некоторое время вентиляторы Мортье использовались в качестве шахтных вентиляторов, однако затем они были заменены центробежными вентиляторами, имеющими более высокий КПД. После этого диаметральные вентиляторы в течение долгого времени не изучались и были почти забыты. Вновь интерес к диаметральным вентиляторам возродился лишь в середине прошлого столетия сначала в западных странах, а позже и в нашей стране, где большую работу по созданию совершенных конструкций диаметральных вентиляторов проводит Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) им. Н. Е. Жуковского.
Развитие вентиляторостроения шло параллельно с развитием турбомашиностроения. Теория и расчёт осевых вентиляторов приняли современный вид только после создания Н. Е. Жуковским вихревой теорий крыла (1906 г.). Приоритет в разработке современных теорий расчёта вентиляторов принадлежит советским учёным. В результате работ ЦАГИ, созданного в 1918 году, в 1926-1930 годах впервые были предложены физически обоснованные теории осевых и радиальных (центробежных) вентиляторов. Это позволило сконструировать машины, далеко превосходящие по своим аэродинамическим и конструктивным данным созданные в этой области за рубежом.
На основании  исследований 1941-60 в СССР были созданы новые центробежные вентиляторы с загнутыми назад лопатками, КПД которых повышался от 70 до 85-88%. В последнее время в системах вентиляции широко распространяются канальные вентиляторы (высокоэффективные центробежные вентиляторы без кожуха, встроенные в вентиляционный канал системы центрального кондиционирования и вентиляции).

1 комментарий: